Zu Weihnachten auf der Suche nach brennendem Eis

Bohren nach Methanhydrat im Permafrost Kanadas
Wissenschaftliches Programm zur Erforschung von Gashydraten

Zu Weihnachten auf der Suche nach brennendem Eis
Potsdamer Geoforscher verbringen die Weihnachtstage im Permafrost

GFZ Potsdam – Rund zehntausend Kilometer von zu Hause entfernt verbringen Professor Michael Weber und ein Wissenschaftlerteam vom GeoForschungsZentrum Potsdam (GFZ) die Weihnachtsfeiertage bei klirrender Kälte im äußersten Nordwesten Kanadas. Der Grund dafür: bei Innuvik, mitten im Permafrostgebiet des Mackenzie-Deltas, beginnt ein internationales wissenschaftliches Bohrprojekt zur Erforschung von Methanhydraten. Diese feste Verbindung von Wasser und Methan gilt als eine der wichtigsten Energiequellen der Zukunft.
Zusammen mit kanadischen, japanischen, amerikanischen und indischen Kollegen wollen die GFZ-Forscher herausfinden, wie Gashydrate entstehen und welche Eigenschaften sie haben. Dieses dient unter anderem auch zur genaueren Bestimmung der Größe dieser Gasvorräte und der Bedingungen, unter denen sie ökonomisch nutzbar sind.
Methanhydrate bestehen aus Methanmolekülen, die unter hohem Druck und bei niedrigen Temperaturen in einem Käfig aus Wassermolekülen gefangen sind. Ein Kubikzentimeter dieses Gashydrats enthält bis zu 164 Kubikzentimeter gasförmiges Methan. Dieses Material sieht aus wie Eis. Hält man jedoch eine Flamme daran, dann brennt Gashydrat: brennendes Eis.
Die Abschätzung der weltweiten Methanhydratvorkommen schwankt stark. Das liegt daran, dass zur Erkundung die gleichen seismischen Methoden eingesetzt werden, wie zur Suche nach Erdöl und Erdgas. Gashydrat-Lagerstätten weisen jedoch merkwürdige seismische Echos auf, in denen sich die Unterkante der Vorkommen scheinbar deutlich abbilden. Aufgrund dieser Schichtgrenze wurde die Größe der Vorkommen bisher bestimmt. So nennt der amerikanische Geologe Keith Kvenvolden eine Zahl von 10.000 Milliarden Tonnen an Gashydraten, das ist mehr als das Doppelte aller bekannten Vorräte an Erdöl, Erdgas und Kohle.
Das Wissenschaftlerteam vom GFZ Potsdam ist nun dabei, wenn dort Bohringenieure erstmals versuchen, in der Mallik-Bohrung bei Innuvik das riesige Gashydratreservoir im Delta des Mackenzie-River anzuzapfen. Um eine 200 Meter dicke Schicht von Gashydrat zu durchbohren, müssen vorher 900 Meter Sediment durchteuft werden, von denen die oberen 600 Meter Permafrostboden sind. Mit heißem Dampf soll das Methanhydrat gelöst und das freigesetzte Gas gefördert werden. In zwei je 1100 Meter tiefen Bohrlöchern, jeweils 50 Meter neben der Hauptbohrung, wird das vertikale Temperaturprofil im Boden gemessen. Während der Förderung sollen zugleich mit seismischen Experimenten die Veränderungen der physika-lischen Eigenschaften des umgebenden Gestein erfasst werden und schließlich sollen die Proben in einem vom GeoForschungsZentrum erstellten Mobilen Feldlabor analysiert werden. Alle Daten werden – auch das ist eine Neuigkeit – mit einem vom GFZ Potsdam entwickelten Bohrlochinformationssystem online den beteiligten Partnern zur Verfügung gestellt.
Professor Rolf Emmermann, der GFZ-Vorstandsvorsitzende, sagt dazu: „Das Mallik-Projekt ist ein maßgeblicher Beitrag des GeoForschungsZentrums zu dem vom Bundesforschungsministerium und der Deutschen Forschungsgemeinschaft gemeinsam geförderten Thema ’Gashydrate’ im Rahmen des neuen Geotechnologien-Programms der deutschen Geowissenschaften. Schwerpunkte unserer Arbeiten sollen die Erforschung der Gashydrate als potentielle Energiequelle, aber auch ihre Bedeutung als Klimafaktor sein. „
Professor Webers Team richtet sich auf durchgehende Arbeit unter unwirtlichen Bedingungen zu Weihnachten ein. Die Zeit drängt, denn nur im Winter ist das Permafrostgebiet befahrbar. Wenn der Frühling kommt, taut der Boden und schmilzt das Flusseis. Im Sommer sind die oberen Schichten des Permafrostgebietes ein unbefahrbarer Sumpf, der das Arbeiten unmöglich macht. Weiße Weihnachten für Forscher: brennendes Eis und Permafrost.